從華為芯片被斷供開始,“造芯”一詞在網絡上的熱度變得越來越高,只要有國內企業傳出造芯的消息,往往會吸引較高的關注。一方面是大家對國內企業造芯的期盼,另一方面是在芯片高端制造領域,我們被國外技術卡脖子的現實。

最近,有網友發現在騰訊官網的招聘信息中,出現了許多有關芯片研發的職位,例如芯片底層軟件高級工程師、高性能渲染芯片軟硬件資深架構師、芯片設計工程師等。對于騰訊入局芯片行業,網友們也在期待像騰訊這樣的互聯網巨頭企業,能給國內芯片行業帶來更多改變。

不只是騰訊,有的互聯網巨頭早早就意識到芯片自主對企業長遠發展的重要性,已在芯片研發領域耕耘數年,逐漸形成了自己的產品體系,那它們分別都取得那些成果?在回答這些問題之前,我們不妨先聊聊一個現實狀況,我們為什么期待國內互聯網巨頭造芯?

我們為何期待國內互聯網巨頭造芯?

芯片領域的研究主體,大致可以分成三大類,包括政府的各類研究院和國家實驗室、高校和企業,其中企業的出發點與政府機構和高校不同,由于受到所在行業和企業業務發展的影響,企業更注重自己所在領域內的芯片研究,保證自身業務或產品在市場上的競爭力。而政府和高校的出發點更多是國家未來產業布局、高新科學技術投資、高新技術發展和技術與人才儲備等,簡而言之,即企業的芯片研究更容易“看得見”,更容易與其它公司的產品進行比較。

受市場因數影響,互聯網企業造芯往往更具有目的性,更注重應用領域和基礎科學研究的雙向結合,例如百度根據自身業務發展推出的昆侖芯片,就是為了滿足自己云業務和搜索業務發展的需要。芯片領域也與其它領域不同,需要大量人才和資金技術的投入,舉個簡單的例子,光是芯片設計完成后交由代工廠試生產的流片環節,就需要以億為單位的費用支出,流片過程中發現問題修改后還需要再流片,直至符合各類設計和生產指標。

能夠承擔大量風險和大筆研發費用的企業并不多,而我們之所以期待國內互聯網巨頭們造芯,是因為它們已在本行業內有了足夠的積累,在人才吸引、技術儲備和資金投入上都更有優勢,相比其它企業,更能承擔長期大規模資金技術投入的風險。另一方面,國內許多互聯網頭部企業,依靠國內市場紅利不斷茁壯成長,我們也希望它們發展壯大的同時,能夠承擔更多責任,肩負起部分芯片發展的重任。

騰訊為何要造芯?

其實關于騰訊“造芯”的表述不夠貼切,從騰訊招募的崗位來看,主要集中在芯片設計領域,而非芯片制造環節。

關于騰訊造芯的消息,騰訊相關人士回應稱,“基于一些業務發展的需要,騰訊在特定領域有一些芯片研發的嘗試,比如AI加速和視頻編解碼等,而并非外界認為的通用芯片”。在騰訊招聘的“芯片底層軟件高級工程師”的工作要求中也有說明,需要熟悉ARM嵌入式開發和視頻編解碼算法。

根據騰訊2020年財報顯示,收費增值服務賬戶數同比增長22%,在長視頻領域,視頻付費會員數達到1．23億,在廣告收入方面,網絡廣告業務2020年的收入同比增長20%,達到人民幣823億元。除了社交外,內容和廣告業務已成為騰訊未來發展的關鍵,包括金融、游戲、工業互聯網和AI領域,越來越離不開強大的云計算,這或許是騰訊入局芯片領域的初衷。

騰訊在芯片領域的嘗試,是許多國人的期盼,作為目前國內市值最高的互聯網企業,騰訊在行業影響力、人才吸引了和資金上都極具優勢。AI加速和視頻編碼芯片相較于通用芯片,在綜合技術難度上沒那么高,騰訊先從AI加速和視頻編解碼入手,主要對應自己的內容和云業務,從實際情況出發,逐步掌握自己的核心技術。

國內互聯網企業的造芯成果

除了我們熟知的華為和紫光展銳外,有的互聯網企業也開展了自己的芯片項目。

百度的起步

百度作為國內搜索領域的巨頭,從2011年起基于FPGA研發AI加速器,2018年正式推出國內首款云端全功能AI芯片“百度昆侖”,為深度學習、機器學習和邊緣計算而設計,適用于大規模語音識別、自然語言處理、機器視覺等領域,正是百度搜索和無人駕駛技術的需要。到2021年下半年,百度還將量產第二代昆侖芯片,進一步提升計算能力。

阿里巴巴的平頭哥半導體生態

另一大互聯網巨頭阿里巴巴,在2019年9月19日成立的平頭哥半導體有限公司,是阿里巴巴的全資半導體業務主體?！捌筋^哥”一名的由來,取自為“世界上最無畏的動物”蜜罐,包括平頭哥半導體的Logo,都帶有蜜罐的元素,寓意著從無到有的無畏、不服輸精神。

平頭哥半導體的產品包括含光800高性能人工智能推理芯片和多款玄鐵處理器IP,其中含光800集成170億晶體管,性能峰值算力達到820 TOPS,主要應用在云計算、電商智能搜索和電商營銷三大領域,契合阿里巴巴的電商業務和阿里云服務兩大關鍵點。

其次是玄鐵處理器IP,目前有玄鐵8系列和玄鐵9系列共15款產品,以IP授權的形式提供給需要的廠商。根據平頭哥半導體官方信息,截止2020年,玄鐵CPU架構的芯片出貨量達到20億顆,應用于計算機視覺、工業互聯網、網絡通信、智能家居和生物識別等領域。

今年年初時,平頭哥半導體宣布,安卓10系統成功在玄鐵910芯片上流暢運行,玄鐵910芯片基于RISC-V指令集,是安卓系統移植到RISC-V芯片的一次重要嘗試。與我們日常生活所接觸的安卓+ARM處理器不同,平頭哥半導體的這次嘗試,至少證明了安卓+RISC-V處理器的可行性,在未來的國產技術替代的進程中,或能夠減少ARM授權的影響,打造國產的RISC-V生態。

小米的“我心澎湃”

作為互聯網手機廠商的小米,雖然成立時間并不算長,但也積極投身于芯片設計領域。2017年,小米正式發布自己的首款芯片澎湃S1,這款八核心28納米的處理器隨著小米5C一起發布,主攻中低端手機市場。

在澎湃S1發布的四年后,小米并沒有再帶來一款新的SOC(系統級)芯片,而是發布澎湃C1專業影像芯片(ISP)。從澎湃S1發布后,關于小米新處理器的傳聞一直有很多,雷軍曾表示澎湃芯片自研工作遇到巨大困難,但計劃仍在繼續。

從SOC芯片到專業影像芯片的轉變,凸顯出小米對芯片業務的發展變得更加“現實”了,高集成度的SOC芯片需要大量技術投入和長時間的專利積累,小米在這方面還有很多技術要補充,不如先從手機影像入手,以分領域突破的方式逐步積累起技術和專利。除了自研,小米積極投資半導體企業,包括樂鑫科技、速通半導體和晶晨半導體等企業,以投資的方式彌補自己技術上的不足。

華米的突破

在智能可穿戴設備領域,對芯片同樣具有很高的要求,既要求芯片能夠具有不錯的性能,滿足多應用安裝下的流暢使用,也要求智能穿戴芯片能夠保持優秀的功耗控制,維持較長的續航時間。在該領域,大多依靠上游硬件提供商的產品創新,智能穿戴設備的品牌方們往往比較被動。

華米作為國內智能穿戴設備大廠,于2018年發布首款智能設備人工智能芯片黃山1號,經過黃山2號后的產品迭代后,華米在今年7月發布性能更強的黃山2S芯片。相較于上一代產品,黃山2S運算效能提升18%、功耗降低56%、GPU性能提升67%。

黃山2S基于RISC-V架構打造,突破X86和ARM架構的桎梏,在以后的產品更新上更加自主可控。從阿里的玄鐵910到華米的黃山S2,RISC-V完全開源和免費的優勢,在未來的IoT時代來臨時具有廣闊的發展前景。

結語

未來的國際環境更加充滿不確定性,沒有哪家國內互聯網企業能夠保證不被芯片斷供。除了以上提到的騰訊、百度、阿里巴巴和小米,越來越多有實力的國內互聯網企業開始意識到自研芯片的重要性,在自己的核心領域內,逐步構建起以芯片為代表的智能硬件體系。

當然,高端芯片的設計和制造并不是一蹴而就的事情,我們之前忽視的、缺少投入的環節都需要從現在開始一點一點補回來,相信此次騰訊入局芯片領域是只是一個行業信號,只有更多有志向的企業加入到造芯的領域中,才能反推國內芯片供應鏈的逐步完善和升級,構建起我們的芯片發展生態。